Imagine that you're a pig farmer. You live on a small farm in the Philippines. Your animals are your family's sole source of income -- as long as they're healthy. You know that any day, one of your pigs can catch the flu, the swine flu. Living in tight quarters, one pig coughing and sneezing may soon lead to the next pig coughing and sneezing, until an outbreak of swine flu has taken over your farm. If it's a bad enough virus, the health of your herd may be gone in the blink of an eye. If you called in a veterinarian, he or she would visit your farm and take samples from your pigs' noses and mouths. But then they would have to drive back into the city to test those samples in their central lab. Two weeks later, you'd hear back the results. Two weeks may be just enough time for infection to spread and take away your way of life.
Stel je voor dat je een varkensboer bent op een kleine boerderij in de Filipijnen. Je dieren zijn de enige bron van inkomsten voor je familie -- zolang ze gezond zijn. Je weet dat elke dag een van je varkens de griep kan krijgen, de varkensgriep. In een krappe behuizing hoeft maar één varken te hoesten en te niezen en al snel zal het volgende varken hoesten en niezen, tot een volledige uitbraak van de varkensgriep in je bedrijf. Als het virus erg genoeg is, kan de gezondheid van je veestapel in een oogwenk naar de vaantjes zijn. Als je er een dierenarts bijhaalt, komt hij of zij op je boerderij monsters nemen van de neus en mond van jouw varkens. Maar dan moeten ze terug naar de stad om die monsters te testen in het centrale laboratorium. Twee weken later krijg je de resultaten. Twee weken kan net genoeg tijd zijn om de infectie te verspreiden en jouw manier van leven te beëindigen.
But it doesn't have to be that way. Today, farmers can take those samples themselves. They can jump right into the pen and swab their pigs' noses and mouths with a little filter paper, place that little filter paper in a tiny tube, and mix it with some chemicals that will extract genetic material from their pigs' noses and mouths. And without leaving their farms, they take a drop of that genetic material and put it into a little analyzer smaller than a shoebox, program it to detect DNA or RNA from the swine flu virus, and within one hour get back the results, visualize the results. This reality is possible because today we're living in the era of personal DNA technology. Every one of us can actually test DNA ourselves.
Maar het hoeft niet zo te zijn. Vandaag de dag kunnen de boeren die monsters zelf nemen. Ze lopen de stal in en wrijven over neuzen en monden van hun varkens met een klein filtreerpapiertje, plaatsen dat in een klein buisje en mengen het met wat chemische stoffen die er het genetisch materiaal van neus en mond van hun varkens uithalen. Zonder hun boerderijen te verlaten, nemen ze een druppel van dat genetisch materiaal, steken het in een analysator kleiner dan een schoenendoos, programmeren die om het DNA of RNA van het varkensgriepvirus op te sporen, en na een uur zien ze de resultaten. Dat kan omdat we vandaag leven in het tijdperk van de persoonlijke DNA-technologie. Ieder van ons kan nu zijn DNA testen.
DNA is the fundamental molecule the carries genetic instructions that help build the living world. Humans have DNA. Pigs have DNA. Even bacteria and some viruses have DNA too. The genetic instructions encoded in DNA inform how our bodies develop, grow, function. And in many cases, that same information can trigger disease. Your genetic information is strung into a long and twisted molecule, the DNA double helix, that has over three billion letters, beginning to end. But the lines that carry meaningful information are usually very short -- a few dozen to several thousand letters long. So when we're looking to answer a question based on DNA, we actually don't need to read all those three billion letters, typically. That would be like getting hungry at night and having to flip through the whole phone book from cover to cover, pausing at every line, just to find the nearest pizza joint.
DNA is het fundamentele molecule dat de genetische instructies draagt die de levende wereld helpen opbouwen. Mensen hebben DNA. Varkens hebben DNA. Zelfs bacteriën en sommige virussen hebben ook DNA. De genetische instructies gecodeerd in DNA bepalen hoe ons lichaam zich ontwikkelt, groeit, functioneert. In veel gevallen kan diezelfde informatie ziektes veroorzaken. Je genetische informatie zit opgewonden in een lange, gedraaide molecule, de dubbele helix van DNA, met meer dan drie miljard letters van begin tot einde. Maar de stukken met zinvolle informatie zijn meestal erg kort -- enkele tientallen tot enkele duizenden letters lang. Dus als we in het DNA naar een antwoord zoeken, hoeven we meestal niet al die drie miljard letters te lezen. Dat zou hetzelfde zijn als 's nachts honger krijgen en het hele telefoonboek moeten doorbladeren van voor naar achter, te pauzeren bij elke lijn, om de dichtstbijzijnde pizzatent te vinden.
(Laughter)
(Gelach)
Luckily, three decades ago, humans started to invent tools that can find any specific line of genetic information. These DNA machines are wonderful. They can find any line in DNA. But once they find it, that DNA is still tiny, and surrounded by so much other DNA, that what these machines then do is copy the target gene, and one copy piles on top of another, millions and millions and millions of copies, until that gene stands out against the rest; until we can visualize it, interpret it, read it, understand it, until we can answer: Does my pig have the flu? Or other questions buried in our own DNA: Am I at risk of cancer? Am I of Irish descent? Is that child my son?
Gelukkig begonnen drie decennia geleden mensen instrumenten te bedenken om een specifiek stuk genetische informatie te vinden. Deze DNA-machines zijn prachtig. Ze kunnen elk stuk DNA vinden. Maar als ze het vinden dan is dat DNA nog steeds klein en omgeven door zoveel ander DNA. Deze machines kopiëren dan het doelwit-gen, en die kopieën stapelen zich op, miljoenen en miljoenen en miljoenen exemplaren, totdat dat gen uitsteekt boven de rest zodat wij het kunnen visualiseren, interpreteren, lezen, begrijpen, totdat we kunnen zeggen: heeft mijn varken de griep? Of andere vragen begraven in ons eigen DNA. Heb ik een risico op kanker? Ben ik van Ierse afkomst? Is dat kind mijn zoon?
(Laughter)
(Gelach)
This ability to make copies of DNA, as simple as it sounds, has transformed our world. Scientists use it every day to detect and address disease, to create innovative medicines, to modify foods, to assess whether our food is safe to eat or whether it's contaminated with deadly bacteria. Even judges use the output of these machines in court to decide whether someone is innocent or guilty based on DNA evidence. The inventor of this DNA-copying technique was awarded the Nobel Prize in Chemistry in 1993. But for 30 years, the power of genetic analysis has been confined to the ivory tower, or bigwig PhD scientist work. Well, several companies around the world are working on making this same technology accessible to everyday people like the pig farmer, like you.
Dit vermogen om kopieën van DNA te maken, klinkt eenvoudig, maar het heeft onze wereld veranderd. Wetenschappers gebruiken het elke dag om ziektes op te sporen en te behandelen, om innovatieve geneesmiddelen te maken, om voedsel te wijzigen, om te beoordelen of ons voedsel veilig is om te eten of dat het besmet is met dodelijke bacteriën. Zelfs rechters maken in de rechtbank gebruik van deze resultaten om te beslissen of iemand schuldig of onschuldig is op basis van DNA-bewijs. De uitvinder van deze techniek om DNA te kopiëren kreeg in 1993 de Nobelprijs voor Scheikunde. Maar 30 jaar lang bleef de kracht van genetische analyse beperkt tot de ivoren toren, of wetenschappelijk werk op topniveau. Maar nu zijn een aantal bedrijven over de hele wereld bezig met deze technologie toegankelijk te maken voor gewone mensen zoals de varkensboer, zoals jij.
I cofounded one of these companies. Three years ago, together with a fellow biologist and friend of mine, Zeke Alvarez Saavedra, we decided to make personal DNA machines that anyone could use. Our goal was to bring DNA science to more people in new places. We started working in our basements. We had a simple question: What could the world look like if everyone could analyze DNA? We were curious, as curious as you would have been if I had shown you this picture in 1980.
Ik ben medeoprichter van een van die bedrijven. Drie jaar geleden besloten een collega-bioloog en vriend van me, Zeke Alvarez Saavedra, en ik om persoonlijke DNA-machines maken die iedereen kan gebruiken. Ons doel was om DNA-wetenschap bij meer mensen en op nieuwe plaatsen te brengen. We gingen aan het werk in onze kelders. We hadden een eenvoudige vraag: hoe zou de wereld eruitzien als iedereen DNA kon analyseren? We waren nieuwsgierig, net zo nieuwsgierig als jullie zouden zijn geweest
(Laughter)
als ik jullie deze foto had laten zien in 1980.
(Gelach)
You would have thought, "Wow! I can now call my Aunt Glenda from the car and wish her a happy birthday. I can call anyone, anytime. This is the future!" Little did you know, you would tap on that phone to make dinner reservations for you and Aunt Glenda to celebrate together. With another tap, you'd be ordering her gift. And yet one more tap, and you'd be "liking" Auntie Glenda on Facebook. And all of this, while sitting on the toilet.
Je zou gedacht hebben, "Wow! Ik kan mijn tante Glenda nu bellen vanuit de auto en haar een gelukkige verjaardag wensen. Ik kan iedereen bellen, op elk gewenst moment. Dit is de toekomst! " Toen wist je nog niet dat je met die een klik op die telefoon een diner kon reserveren om het samen met tante Glenda te vieren. En met een andere klik kon je haar cadeau bestellen. En met nog een klik kon je tante Glenda 'leuk' vinden op Facebook. En dat allemaal, terwijl je op het toilet zat.
(Laughter)
(Gelach)
It is notoriously hard to predict where new technology might take us. And the same is true for personal DNA technology today.
Het is notoir moeilijk te voorspellen waar nieuwe technologie ons naartoe kan brengen. Hetzelfde geldt vandaag voor persoonlijke DNA-technologie.
For example, I could never have imagined that a truffle farmer, of all people, would use personal DNA machines. Dr. Paul Thomas grows truffles for a living. We see him pictured here, holding the first UK-cultivated truffle in his hands, on one of his farms. Truffles are this delicacy that stems from a fungus growing on the roots of living trees. And it's a rare fungus. Some species may fetch 3,000, 7,000, or more dollars per kilogram. I learned from Paul that the stakes for a truffle farmer can be really high. When he sources new truffles to grow on his farms, he's exposed to the threat of knockoffs -- truffles that look and feel like the real thing, but they're of lower quality. But even to a trained eye like Paul's, even when looked at under a microscope, these truffles can pass for authentic. So in order to grow the highest quality truffles, the ones that chefs all over the world will fight over, Paul has to use DNA analysis. Isn't that mind-blowing? I bet you will never look at that black truffle risotto again without thinking of its genes.
Zo zou ik nooit hebben kunnen bedenken dat uitgerekend een truffelboer persoonlijke DNA-machines zou gebruiken. Dr. Paul Thomas is professioneel truffelkweker. We zien hem hier afgebeeld met de eerste Brits-gekweekte truffel op een van zijn boerderijen. Truffels zijn een lekkernij die voortkomt van een schimmel die groeit op de wortels van levende bomen. Het is een zeldzame schimmel. Sommige soorten halen 3.000, 7.000 of meer dollars per kilogram. Ik leerde van Paul dat het risico voor een truffelboer echt hoog kan zijn. Als hij nieuwe truffels probeert te kweken op zijn boerderijen, kan het fout gaan -- truffels die er uitzien en aanvoelen als de echte maar van mindere kwaliteit zijn. Maar zelfs voor een geoefend oog, zoals dat van Paul, zelfs wanneer bekeken onder een microscoop, kunnen deze truffels doorgaan voor authentiek. Om truffels van de hoogste kwaliteit te kweken, waar koks van over de hele wereld zullen voor vechten, moet Paul DNA-analyse gebruiken. Is dat niet verbazingwekkend? Ik wed dat je nooit meer naar die zwarte-truffelrisotto zal kijken zonder aan zijn genen te denken.
(Laughter)
(Gelach)
But personal DNA machines can also save human lives. Professor Ian Goodfellow is a virologist at the University of Cambridge. Last year he traveled to Sierra Leone. When the Ebola outbreak broke out in Western Africa, he quickly realized that doctors there lacked the basic tools to detect and combat disease. Results could take up to a week to come back -- that's way too long for the patients and the families who are suffering. Ian decided to move his lab into Makeni, Sierra Leone. Here we see Ian Goodfellow moving over 10 tons of equipment into a pop-up tent that he would equip to detect and diagnose the virus and sequence it within 24 hours. But here's a surprise: the same equipment that Ian could use at his lab in the UK to sequence and diagnose Ebola, just wouldn't work under these conditions. We're talking 35 Celsius heat and over 90 percent humidity here. But instead, Ian could use personal DNA machines small enough to be placed in front of the air-conditioning unit to keep sequencing the virus and keep saving lives.
Maar persoonlijke DNA-machines kunnen ook mensenlevens redden. Professor Ian Goodfellow is een viroloog aan de Universiteit van Cambridge. Vorig jaar reisde hij naar Sierra Leone. Toen ebola uitbrak in West-Afrika besefte hij al snel dat het de artsen aan de basisinstrumenten ontbrak om de ziekte te detecteren en te bestrijden. Het kon een week duren voor er resultaten terugkwamen -- dat is veel te lang voor de patiënten en de families die lijden. Ian besloot zijn lab te verplaatsen naar Makeni, Sierra Leone. Hier zien we Ian Goodfellow meer dan 10 ton aan apparatuur naar een pop-up tent verplaatsen. Dat was nodig om het virus te detecteren, te diagnosticeren en te sequencen binnen de 24 uur. Maar hier is een verrassing: dezelfde apparatuur die Ian in zijn lab in het VK kon gebruiken om ebola te sequencen en te diagnosticeren, kan gewoon niet werken onder die omstandigheden. Het gaat hier over 35 °C en meer dan 90% luchtvochtigheid. Maar in plaats daarvan kon Ian persoonlijke DNA-machines gebruiken. Die zijn klein genoeg om ze voor een airconditioner te plaatsen om het virus te sequencen en levens te redden.
This may seem like an extreme place for DNA analysis, but let's move on to an even more extreme environment: outer space. Let's talk about DNA analysis in space. When astronauts live aboard the International Space Station, they're orbiting the planet 250 miles high. They're traveling at 17,000 miles per hour. Picture that -- you're seeing 15 sunsets and sunrises every day. You're also living in microgravity, floating. And under these conditions, our bodies can do funky things. One of these things is that our immune systems get suppressed, making astronauts more prone to infection.
Dit lijkt misschien een extreme plaats voor DNA-analyse, maar laten we overgaan tot een nog meer extreme omgeving: de ruimte. Laten we praten over DNA-onderzoek in de ruimte. Wanneer astronauten leven aan boord van het International Space Station, beschrijven ze een baan om de planeet op 400 km hoogte. Ze bewegen met 27.000 km per uur. Stel je dat voor -- je elke dag ziet 15 zonsondergangen en zonsopkomsten. Je leeft ook in microzwaartekracht, zwevend. Onder deze omstandigheden kan ons lichaam rare dingen doen. Een van die dingen is dat ons immuunsysteem onderdrukt wordt waardoor astronauten meer vatbaar zijn voor infecties.
A 16-year-old girl, a high school student from New York, Anna-Sophia Boguraev, wondered whether changes to the DNA of astronauts could be related to this immune suppression, and through a science competition called "Genes In Space," Anna-Sophia designed an experiment to test this hypothesis using a personal DNA machine aboard the International Space Station. Here we see Anna-Sophia on April 8, 2016, in Cape Canaveral, watching her experiment launch to the International Space Station. That cloud of smoke is the rocket that brought Anna-Sophia's experiment to the International Space Station, where, three days later, astronaut Tim Peake carried out her experiment -- in microgravity. Personal DNA machines are now aboard the International Space Station, where they can help monitor living conditions and protect the lives of astronauts.
Een 16-jarig meisje, een middelbare school student uit New York, Anna-Sophia Boguraev, vroeg zich af of veranderingen in het DNA van astronauten iets met die onderdrukking van het immuunsysteem hadden te maken. Voor een wetenschapswedstrijd "Genen in de Ruimte" genaamd ontwierp Anna-Sophia een experiment om deze hypothese te testen met een persoonlijke DNA-machine aan boord van het ISS. Hier zien we Anna-Sophia op 8 april 2016 op Cape Canaveral bij de lancering van haar experiment naar het International Space Station. Die rookwolk is de raket die Anna-Sophia's experiment naar het ISS bracht, waar, drie dagen later, astronaut Tim Peake haar experiment uitvoerde -- in microzwaartekracht. Persoonlijke DNA machines zijn nu in het ISS waar ze helpen bij het controleren van de leefomstandigheden en de levens van astronauten beschermen.
A 16-year-old designing a DNA experiment to protect the lives of astronauts may seem like a rarity, the mark of a child genius. Well, to me, it signals something bigger: that DNA technology is finally within the reach of every one of you.
Een 16-jarige die een DNA-experiment ontwerpt om het leven van astronauten te beschermen, lijkt misschien een zeldzaamheid, iets voor een kind-genie. Voor mij betekent het iets groters: dat DNA-technologie eindelijk binnen ieders bereik is.
A few years ago, a college student armed with a personal computer could code an app, an app that is now a social network with more than one billion users. Could we be moving into a world of one personal DNA machine in every home?
Een paar jaar geleden kon een student met een personal computer een app programmeren, een app die nu een sociaal netwerk met meer dan een miljard gebruikers is. Gaan we naar een wereld met in elk huis een persoonlijke DNA-machine?
I know families who are already living in this reality. The Daniels family, for example, set up a DNA lab in the basement of their suburban Chicago home. This is not a family made of PhD scientists. This is a family like any other. They just like to spend time together doing fun, creative things. By day, Brian is an executive at a private equity firm. At night and on weekends, he experiments with DNA alongside his kids, ages seven and nine, as a way to explore the living world. Last time I called them, they were checking out homegrown produce from the backyard garden. They were testing tomatoes that they had picked, taking the flesh of their skin, putting it in a test tube, mixing it with chemicals to extract DNA and then using their home DNA copier to test those tomatoes for genetically engineered traits.
Ik ken gezinnen waar dat al realiteit is. De familie Daniels, bijvoorbeeld, installeerde een DNA-lab in de kelder van hun huis in voorstedelijk Chicago. Dit is niet geen familie van universitair geschoolde wetenschappers. Dit is een familie als elke andere. Ze willen alleen maar tijd doorbrengen met het doen van leuke, creatieve dingen. Overdag is Brian bestuurder bij een participatiemaatschappij. 's Avonds en in het weekend experimenteert hij met DNA samen met zijn kinderen van zeven en negen, om de levende wereld te verkennen. De laatste keer dat ik hen opbelde, waren ze zelf gekweekte producten uit hun achtertuin aan het uittesten. Ze testten geplukte tomaten. Ze mengden de schil in een reageerbuis met chemicaliën om DNA te extraheren om vervolgens met hun eigen DNA-kopieerder die tomaten op genetisch gemanipuleerde eigenschappen te testen.
For the Daniels family, the personal DNA machine is like the chemistry set for the 21st century. Most of us may not yet be diagnosing genetic conditions in our kitchen sinks or doing at-home paternity testing.
Voor de familie Daniels is de persoonlijke DNA-machine als het scheikundesetje van de 21ste eeuw. We kunnen misschien nog geen diagnose van genetische aandoeningen stellen in de spoelbakken van onze keuken of thuis vaderschapstesten uitvoeren.
(Laughter)
(Gelach)
But we've definitely reached a point in history where every one of you could actually get hands-on with DNA in your kitchen. You could copy, paste and analyze DNA and extract meaningful information from it. And it's at times like this that profound transformation is bound to happen; moments when a transformative, powerful technology that was before limited to a select few in the ivory tower, finally becomes within the reach of every one of us, from farmers to schoolchildren. Think about the moment when phones stopped being plugged into the wall by cords, or when computers left the mainframe and entered your home or your office.
Maar we hebben zeker een punt in de geschiedenis bereikt waarbij je ervaring met DNA kan opdoen in je eigen keuken. Je kan DNA kopiëren, plakken en analyseren en er zinvolle informatie uithalen. Op dit soort momenten is het dat diepgaande transformatie zal gaan gebeuren. Momenten waarop een transformatieve, krachtige technologie die voordien beperkt was tot een select groepje in de ivoren toren, eindelijk binnen ieders bereik komt, van de boeren tot schoolkinderen. Denk aan het moment toen telefoons niet meer met kabels in het stopcontact hoefden of toen computers het mainframe verlieten en in je huis of kantoor hun intrede deden.
The ripples of the personal DNA revolution may be hard to predict, but one thing is certain: revolutions don't go backwards, and DNA technology is already spreading faster than our imagination.
De effecten van de persoonlijke DNA-revolutie zijn misschien moeilijk te voorspellen, maar een ding is zeker: revoluties gaan niet achteruit, en DNA-technologie verspreidt zich al sneller dan onze verbeelding.
So if you're curious, get up close and personal with DNA -- today. It is in our DNA to be curious.
Dus als je nieuwsgierig bent, maak dan vandaag nog kennis met persoonlijk DNA. Het zit in ons DNA om nieuwsgierig te zijn.
(Laughter)
(Gelach)
Thank you.
Dank je.
(Applause)
(Applaus)